Respuestas fenológicas, de crecimiento y reserva en plántulas de especies leñosas mediterráneas frente a cambios ambientales

Resumen

Actualmente vivimos una serie de cambios ambientales cada vez más evidentes, que plantean muchas incógnitas sobre la capacidad de respuesta de las especies. Las plantas pueden ajustarse al nuevo medio a través de la aclimatación, expresando distintos fenotipos a partir de un mismo genotipo. Mientras que la plasticidad morfológica y fisiológica ha sido ampliamente estudiada, otras respuestas más obviadas podrían ser de vital importancia para el éxito de las plantas. Esta Tesis Doctoral se centra en el estudio de las respuestas fenológicas, de crecimiento y reserva en plántulas de cuatro especies leñosas mediterráneas frente a cambios ambientales (cambios en la fertilización, agua, luz, fotoperíodo y temperatura). Los objetivos principales son: a) analizar el efecto de los cambios en la disponibilidad de nutrientes y agua sobre el compromiso entre crecer y reservar; b) estudiar la dinámica de reservas a lo largo del año bajo distintas condiciones ambientales, relacionándola con la estacionalidad del clima mediterráneo y con la fenología de las plantas; c) describir y explicar el patrón de caída foliar bajo distintas condiciones de luz y de agua y conocer cómo éstos factores afectan a la reabsorción de nitrógeno desde las hojas senescentes; d) comprender el papel de factores extrínsecos (cambios en las condiciones ambientales) y de factores intrínsecos (reservas de carbono) en el crecimiento y apertura de las yemas vegetativas; y e) comparar las respuestas de fenología, crecimiento y reservas entre distintas especies que a menudo coexisten. Se han llevado a cabo tres experimentos de vivero y uno en laboratorio donde se han manipulado uno o más de los factores considerados. Quercus coccifera L., Quercus faginea Lam., Quercus ilex subsp. ballota (Desf.) Samp. y Pinus halepensis Mill. han sido las especies objeto de estudio. Estas especies son usadas frecuentemente en restauración, por lo que su estudio pretende aportar información para la correcta revegetación y gestión de nuestros ecosistemas en un mundo cambiante. Entre las variables fenológicas se siguió el ciclo de las yemas vegetativas, la fecha de su apertura y las fechas de abscisión foliar. Además, se cuantificaron las concentraciones y contenidos de azúcares solubles, almidón, lípidos y nitrógeno en los distintos órganos de la planta a lo largo del tiempo, así como su biomasa y otras variables morfológicas. Los resultados de la Tesis muestran que en condiciones de estrés, el crecimiento pero no las reservas, se ve reducido, lo que sugiere que las especies de Quercus priorizan la formación de reservas en dichas condiciones. Por el contrario, Pinus halepensis maximiza crecimiento, sobre todo bajo una apropiada disponibilidad de recursos, asignando menos carbono a reservar. Entre las funciones que desempeñan las reservas, nuestros resultados indican que los azúcares solubles, los lípidos y el almidón abastecen las demandas de carbono en la brotación primaveral, sobre todo, en las tres especies de Quercus mientras que los azúcares solubles podrían además abastecer las demandas de la respiración durante el verano en Pinus halepensis. La fecha de brotación es muy sensible a las condiciones ambientales en las especies de Quercus perennifolios pero no en la especie semi-decidua (Quercus faginea). El estrés hídrico estival adelanta y la sombra retrasa la fecha de brotación a través de un efecto en el crecimiento de las yemas vegetativas. El aumento de la temperatura adelanta la fecha de brotación, pero este adelanto se ve amortiguado por el efecto del fotoperiodo, especialmente en Quercus faginea. Por otro lado, la fecha de abscisión foliar y la eficiencia de reabsorción de nitrógeno desde las hojas senescentes son poco plásticas a las condiciones ambientales. Sin embargo, cuando consideramos el dosel como nivel de estudio aparecen efectos y diferencias entre especies ausentes a nivel de hoja. En conclusión, las plántulas de Quercus se aclimatan a cambios en las condiciones de fertilidad, temperatura, fotoperiodo, agua y luz a través de una plasticidad morfológica y fenológica, mientras que las reservas se mantienen constantes. Esta Tesis contribuye al conocimiento de la estrategia de respuestas de las plántulas de especies mediterráneas frente a condiciones cambiantes. Las diferencias interespecíficas encontradas ayudarán a comprender los procesos de regeneración de los bosques y ajuste al medio de las especies en ambientes mediterráneos bajo un escenario de cambio global. Palabras clave: almidón, azúcares solubles, brotación, cambio ambiental, crecimiento, fenología, lípidos, plántulas mediterráneas, reabsorción de nitrógeno, reservas, yemas vegetativas.